通信原理实验报告
实验一 数字基带传输实验
一、实验目的
1、提高独立学习的能力；
2、培养发现问题、解决问题和分析问题的能力；
3、学习Matlab 的使用；
4、掌握基带数字传输系统的仿真方法；
5、熟悉基带传输系统的基本结构；
6、掌握带限信道的仿真以及性能分析；
7、通过观测眼图和星座图判断信号的传输质量。
二、实验原理
1. 带限信道的基带系统模型（连续域分析）
输入符号序列 ————｛al ｝
发送信号 ————1
0()()L l d t al t lTb δ-==-∑ Tb 是比特周期，二进制码元周期
发送滤波器 ————GT(w)或GT （t ）
发送滤波器输出 ————
11
00()()*()()*()()L L l b T l T b T l l x t d t t a t lT g t a g t lT g δ--====-=-∑∑ 信道输出信号或接收滤波器输入信号()()()y t x t n t =+
接收滤波器 ()R G ω或()R G f
接收滤波器输出信号
1
0()()*()()*()*()()*()()()L R T R R l b R l r t y t g t d t g t g t n t g t a g t lT n t -===+=-+∑
其中2()()()j ft T R g t G f G f e df π∞
-∞=⎰
如果位同步理想，则抽样时刻为b l T ⋅ 0
1l L =-
判决为 '{}l a 2. 升余弦滚降滤波器
1()||2s s
H f T f T α-=≤； ()H f =111[1cos (||)]||2222s s s s s
T T f f T T T παααα--++-<≤ ()H f = 10||2s f T α+>
式中α 称为滚降系数，取值为0 <α ≤1, T s 是常数。α = 0时，带宽为1/ 2T s Hz ；α =1时， 带宽为1/T s Hz 。此频率特性在(−1/(2T s ),1/(2T s ))内可以叠加成一条直线，故系统无码间干 扰传输的最小符号间隔为T s s ，或无码间干扰传输的最大符号速率为1/T s Baud 。相应的时 域波形h (t )为
222sin /cos /()/14/s s s s
t T t T h t t T t T παππα=⋅- 此信号满足
{10
00()n s n h nT =≠=
在理想信道中，C(w)=1,上述信号波形在抽样时刻上没有码间干扰，如果传输码元速率满足max 1s s
R n nT =，则通过此基带系统后无码间干扰。 3. 最佳基带系统
将发送滤波器和接收滤波器联合设计为无码间干扰的基带系统，而且具有最佳的抗加 性高斯白噪声的性能。
要求接收滤波器的频率特性与发送信号频谱共轭匹配。由于最佳基带系统的总特性是 确定的，故最佳基带系统的设计归结为发送滤波器和接收滤波器特性的选择。
设信道特性理想，则有
H ( f ) = G T ( f ) ⋅G R ( f )
G R ( f ) = G *T ( f )（延时为0）
有 G T ( f ) = G R ( f ) = H ( f ) 1/ 2
可选择滤波器长度使其具有线性相位。
如果基带系统为升余弦特性，则发送和接收滤波器为平方根升余弦特性。
4. 由模拟滤波器设计数字滤波器的时域冲激响应
升余弦滤波器（或平方根升余弦滤波器）的最大带宽为1/T s ，故其时域抽样速率至少 为2/T s ，取F 0 =1/T 0 = 4/T s ，其中T 0为时域抽样间隔，归一化为1。
抽样后，系统的频率特性是以F 0为周期的，折叠频率为F 0 2 = 2 T s 。故在一个周期 内以间隔Δf = F 0 / N 抽样， N 为抽样个数。频率抽样为H (k Δf ) ，
k = 0,±1,…,±(N −1) / 2。
相应的离散系统的冲激响应为
00020()()|([()])|(())|j ft t nT t nT t nT h nT h t IFT H f H f e df π=======
⎰
0(1)/2
2(1)/2()N j k fnT K N H k f e f π-∆=--∆⋅⋅∆=∑002(1)/2(1)/220
(1)/2(1)/21()()F N N j k nT j kn N N K N K N F H k f e
H k f e N N ππ--=--=--∆⋅=∆⋅∑∑ 10,1,....,2N n -=±±
将上述信号移位，可得具有线性相位的因果系统的冲激响应。
5. 基带传输系统（离散域分析）
输入符号序列 ————{}l a
发送信号 ————0b T AT =比特周期，二进制码元周期
10000()()L l l d nT a nT lAT δ-==
-∑ 发送滤波器 ()T G k f ∆或
0()T nT g
发送滤波器输出 11
0000000000()()*()()*()()L L l T l T T l l x nT d nT nT a nT lAT g nT a g nT lAT g δ--====-=-∑∑ 信道输出信号或接收滤波器输入信号
000()()()y nT x nT n nT =+
接收滤波器 ()R G k f ∆或0()R g nT
接收滤波器的输出信号
000()()*()R r nT y nT g nT ==00000()*()*()()*()T R R d nT g nT g nT n nT g nT +
1
0000()()L l R l a g nT lAT n nT -==-+∑
如果位同步理想，则抽样时刻为l AT ⋅ 0
1l L =- 抽样点数值 0()r l AT ⋅ 0
1l L =-
